KR101855569B1 - Active material for secondary cell and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
이차전지용 활물질 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 이차전지용 활물질은, 전도성 고분자, 및 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 반응에 의해 제조된다. 상기 이차전지용 활물질의 제조 방법은, 전도성 고분자를 형성하는 단계, 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 고분자와 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 반응시키는 단계를 포함한다.A secondary battery active material and a method of manufacturing the same are provided. The secondary battery active material is produced by the reaction of a conductive polymer and a compound having a conjugated carbonyl group. The method for producing an active material for a secondary battery includes the steps of forming a conductive polymer, forming a compound having a conjugated carbonyl group, and reacting the conductive polymer with a compound having the conjugated carbonyl group.
Description
본 발명은 이차전지용 활물질 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery active material and a manufacturing method thereof.
이차전지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하거나, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 내부에 전기를 저장할 수 있다. 대표적인 이차전지로는 리튬이온전지가 있다. 상기 리튬이온전지는 휴대성이 우수하고, 에너지 저장 밀도가 높아 전자기기에 사용되고 있으며, 특히 휴대폰, 노트북, 캠코더 등의 소형 전자기기에 많이 사용되고 있다.The secondary battery can convert the chemical energy into electrical energy to supply power to the external circuit, or when the battery is discharged, the external energy can be supplied and the electrical energy can be converted into chemical energy to store the electricity. A typical secondary battery is a lithium ion battery. The lithium ion battery is excellent in portability and has a high energy storage density and is used in electronic devices, and is particularly used in small electronic devices such as mobile phones, notebooks, and camcorders.
상기 리튬이온전지는 양극에 리튬-코발트 산화물을, 음극에 탄소를 주로 사용한다. 코발트 등의 전이금속은 상기 전이금속 자원의 매장량이 유한하다는 문제점이 있다.The lithium ion battery mainly uses lithium-cobalt oxide for the anode and carbon for the anode. Transition metals such as cobalt have a problem that the reserves of the transition metal resources are limited.
이러한 문제점을 해결하기 위해 유기물 활물질의 개발이 필요하다. 그러나 상기 유기물 활물질을 활용한 이차전지는 상기 전이금속 활물질을 활용한 이차전지에 비해 낮은 전기전도도를 갖는 문제점이 있다. 또, 상기 유기물을 활용한 활물질은 충·방전을 할수록 전해질로 용출되어 에너지 저장 밀도가 감소하는 문제점이 있다.To solve these problems, it is necessary to develop an organic active material. However, the secondary battery using the organic active material has a lower electrical conductivity than the secondary battery using the transition metal active material. In addition, the active material using the above-mentioned organic material has a problem that the energy storage density is decreased as the charge and discharge are eluted into the electrolyte.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유기물을 사용하면서도 전기전도도가 높은 이차전지용 활물질을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an active material for a secondary battery, which uses an organic material and has high electrical conductivity.
본 발명은 유기물을 사용하면서도 에너지 저장 밀도가 감소하지 않는 이차전지용 활물질을 제공한다.The present invention provides an active material for a secondary battery that does not decrease the energy storage density while using an organic material.
본 발명은 상기 이차전지용 활물질의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing the active material for a secondary battery.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.Other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들에 따른 이차전지용 활물질은, 전도성 고분자와 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 반응에 의해 제조된다.The secondary battery active material according to the embodiments of the present invention is produced by a reaction between a conductive polymer and a compound having a conjugated carbonyl group.
상기 이차전지용 활물질은 하기 화학식 1로 표현되고,The secondary battery active material is represented by the following general formula (1)
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, A는 전도성 고분자의 단량체이고, B는 공액 카르보닐기를 갖는 화합물일 수 있다.In
본 발명의 실시예들에 따른 이차전지용 활물질 제조 방법은, 전도성 고분자를 형성하는 단계, 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 고분자와 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 반응시키는 단계를 포함한다.The method for producing an active material for a secondary battery according to embodiments of the present invention includes the steps of forming a conductive polymer, forming a compound having a conjugated carbonyl group, and reacting the conductive polymer with a compound having the conjugated carbonyl group .
상기 전도성 고분자를 형성하는 단계는, 티오펜아세트산에 메탄올과 황산을 넣어 티오펜메틸아세테이트를 형성하는 단계, 상기 티오펜메틸아세테이트에 염화철을 넣어 폴리티오펜메틸아세테이트를 형성하는 단계, 상기 폴리티오펜메틸아세테이트에 수산화나트륨을 넣어 폴리티오펜소듐아세테이트를 형성하는 단계, 및 상기 폴리티오펜소듐아세테이트에 염화수소를 넣어 폴리티오펜아세트산을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the conductive polymer may include the steps of adding thiophene acetic acid to methanol and sulfuric acid to form thiophenemethylacetate, adding thiophenemethylacetate to iron chloride to form polythiophenemethylacetate, Adding sodium hydroxide to methyl acetate to form polythiophene sodium acetate, and adding hydrogen chloride to the polythiophene sodium acetate to form polythiophene acetic acid.
본 발명의 실시예들에 따르면, 이차전지용 활물질은 유기물로 형성되어도 높은 전기전도도를 가질 수 있어, 충·방전 속도가 빠르고, 높은 용량을 가질 수 있다. 상기 이차전지용 활물질은 장시간 사용하여도 전해질에 용출되지 않아 에너지 저장 밀도가 감소되지 않는다. 상기 이차전지용 활물질은 쉽게 구할 수 있는 유기물로 형성되기 때문에 경제적이고, 제조 공정이 간단하다. According to embodiments of the present invention, the active material for a secondary battery can have a high electric conductivity even if it is formed of an organic material, and can have a high charging / discharging speed and a high capacity. The secondary battery active material does not dissolve in the electrolyte even when used for a long time and the energy storage density is not reduced. Since the secondary battery active material is formed of an easily obtainable organic material, it is economical and the manufacturing process is simple.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 고분자인 폴리티오펜아세트산의 제조방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 고분자의 1H NMR 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산의 제조 방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 IR 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산의 13C NMR 그래프 이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 제조 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 IR 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 13C NMR 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 순환 전압 전류법에 따른 분석 결과를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 전기화학 임피던스 분광법에 따른 분석 결과를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 단위방전용량을 측정한 결과를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 용출 정도를 확인한 결과를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극의 제조 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극을 포함하는 코인 셀 어셈블리를 나타낸다.1 shows a process for preparing polythiophene acetic acid which is a conductive polymer according to an embodiment of the present invention.
2 is a 1 H NMR graph of a conductive polymer according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 shows a process for producing rhodizonic acid which is a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
4 is an IR graph of a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
5 is a 13 C NMR chart of rhodijonic acid which is a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a method of manufacturing an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
7 is an IR graph of an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
8 is a 13 C NMR graph of an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
9 shows an analysis result of a secondary battery active material according to a cyclic voltammetry method according to an embodiment of the present invention.
10 shows the results of analysis according to an electrochemical impedance spectroscopy method of a secondary battery active material and a comparative example thereof according to an embodiment of the present invention.
11 shows measurement results of a unit battery discharge capacity of a secondary battery active material and a comparative example according to an embodiment of the present invention.
12 shows the result of checking the degree of dissolution of the active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention and the comparative example.
13 schematically shows a method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
14 shows a coin cell assembly including an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The objects, features and advantages of the present invention will be easily understood by the following embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure may be thorough and complete, and that those skilled in the art will be able to convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention should not be limited by the following examples.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The sizes of the elements in the figures, or the relative sizes between the elements, may be exaggerated somewhat for a clearer understanding of the present invention. In addition, the shape of the elements shown in the drawings may be somewhat modified by variations in the manufacturing process or the like. Accordingly, the embodiments disclosed herein should not be construed as limited to the shapes shown in the drawings unless specifically stated, and should be understood to include some modifications.
< 이차전지용 활물질 ><Active Material for Secondary Battery>
본 발명의 실시예들에 따른 이차전지용 활물질은, 전도성 고분자와 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 반응에 의해 제조될 수 있다.The secondary battery active material according to the embodiments of the present invention can be produced by reacting a conductive polymer with a compound having a conjugated carbonyl group.
상기 이차전지용 활물질은 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.The secondary battery active material may be represented by the following general formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, 상기 A는 전도성 고분자의 단량체이고, 상기 B는 공액 카르보닐기를 갖는 화합물일 수 있다.In
상기 전도성 고분자는, 폴리아닐린(polyaniline, PANI), 폴리아세틸렌(polyacetylene, PA), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리페닐렌(polyphenylene, PPE), 폴리페닐렌 비닐렌(polyphenylene vinylene, PPV), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리피롤(polypyrrole, PPy), 폴리티오펜(polythiophen, PT), 폴리에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT), 및 이들의 유도체 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. The conductive polymer may be at least one selected from the group consisting of polyaniline (PANI), polyacetylene (PA), polyethylene (PE), polyphenylene (PPE), polyphenylene vinylene At least one selected from among polyphenylene sulfide (PPS), polypyrrole (PPy), polythiophen (PT), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT, . ≪ / RTI >
상기 전도성 고분자는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.The conductive polymer may be represented by the following general formula (2).
[화학식 2](2)
상기 화학식 2에서, 상기 A는 전도성 고분자의 단량체이고, 상기 X는 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물과 반응하여 결합할 수 있는 작용기를 나타내고, 예를 들어, 카르복실기 또는 염화카르보닐기일 수 있다. In Formula 2, A is a monomer of a conductive polymer, and X represents a functional group capable of reacting with a compound having a conjugated carbonyl group, and may be, for example, a carboxyl group or a carbonyl chloride group.
상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물은 로디존산(Rhodizonic acid), 벤조퀴논(1,4-Benzoquinone, BQ), 나프토퀴논(1,4-Naphtoquinone, NQ), 안트라퀴논(9,10-Anthraquinone, AQ), 페난트렌퀴논(9,10-phenanthraquinone, PQ), 디메톡시벤조퀴논(2,5-Dimethoxy-1,4-benzoquinone, DMBQ), 클로라닐(Chloranil), 디클로로디사이아노벤조퀴논(2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, DDQ), 푸르푸린(Purpurin), 펜타세네테트론(5,7,12,14-Pentacenetetrone, PT), 노닐벤조헥사퀴논(Nonylbenzo hexaquinone, NBHQ), 피로멜리트디안하이드라이드(Pyromellitic Dianhydride, PMDA), 나프탈렌테트라카르복시디안하이드라이드(Naphthalene tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 페릴렌테트라카르복시산무수물(Perylene tetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 디클로로이소시아누르산(Dichloroisocyanuric acid, DCA), 다이알릴테트라케토피페라진(N.N'-diallyl-2,3,5,6-tetraketopiperazine, AP), 인디고 카르민(Indigo Carmine), 및 이들의 유도체 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The compound having a conjugated carbonyl group may be selected from the group consisting of Rhodizonic acid, 1,4-Benzoquinone, BQ, 1,4-Naphtoquinone, NQ, 9,10-Anthraquinone, , Phenanthraquinone (PQ), 2,5-dimethoxy-1,4-benzoquinone (DMBQ), chloranil, dichlorodicyanobenzoquinone (2,3 Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, DDQ), Purpurin, Pentacenetetrone (PT), Nonylbenzo hexaquinone, NBHQ), pyromellitic dianhydride (PMDA), naphthalene tetracarboxylic dianhydride (NTCDA), perylene tetracarboxylic dianhydride (PTCDA), dichloroisocyanuric acid , DCA), N.N'-diallyl-2,3,5,6-tetraketopiperazine (AP), indigokar (Indigo Carmine), and derivatives thereof.
상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물은 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다. The compound having a conjugated carbonyl group may be represented by the following formula (3).
[화학식 3](3)
상기 화학식 6에서, 상기 B'은 공액 카르보닐기를 포함하고, 상기 Y는 상기 전도성 고분자의 상기 X와 반응하여 결합할 수 있는 작용기를 나타내며, 예를 들어, 히드록시기 일 수 있다.In Formula 6, B 'represents a conjugated carbonyl group, and Y represents a functional group capable of reacting with X of the conductive polymer, for example, a hydroxy group.
전도성 고분자 Conductive polymer 제조예Manufacturing example
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 고분자인 폴리티오펜아세트산의 제조 방법을 나타낸다.1 shows a process for preparing polythiophene acetic acid which is a conductive polymer according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전도성 고분자인 폴리티오펜아세트산(Poly(3-thiophene acetic acid))은 다음과 같은 과정으로 합성될 수 있다. 2구 100mL 둥근 바닥 플라스크에 티오펜아세트산(3-Thiophene acetic acid) 4.3g, 증류한 메탄올 25mL, 및 황산 1방울을 넣어 80℃ 질소 조건에서 24시간 동안 교반했다. 교반 후 메탄올을 진공 감압을 통해 제거하고, 디에틸에테르(Diethyl ether)에 녹여 증류수로 3회 추출(Extraction)했다. 상기 디에틸에테르층에 황산마그네슘(Magnesium sulfate)을 넣어 수분을 제거하고, 여과하여 티오펜메틸아세테이트(3-Thiophene methyl acetate)를 얻었다. 상기 티오펜메틸아세테이트 2g에 염화철 8.3g을 넣고 클로로포름 30mL에 녹인 후 0℃ 질소조건에서 24시간 동안 교반하여, 폴리티오펜메틸아세테이트(Poly(3-thiophene methyl acetate))를 얻었다. 상기 폴리티오펜메틸아세테이트에 2M 수산화나트륨(Sodium hydroxide) 수용액을 넣고 100℃ 질소조건에서 24시간 동안 교반하여 폴리티오펜소듐아세테이트(Poly(3-thiophene sodium acetate))를 얻었다. 상기 폴리티오펜소듐아세테이트에 1M 염화수소(Hydrogen chloride)를 넣고 24시간 동안 교반하여, 최종적으로 폴리티오펜아세트산을 얻었다.Referring to FIG. 1, poly (3-thiophene acetic acid), a conductive polymer, can be synthesized by the following procedure. 4.3 g of 3-thiophene acetic acid, 25 mL of distilled methanol, and 1 drop of sulfuric acid were placed in a two-necked 100 mL round-bottomed flask, and the mixture was stirred at 80 ° C under a nitrogen atmosphere for 24 hours. After stirring, the methanol was removed through vacuum decompression, dissolved in diethyl ether, and extracted three times with distilled water. Magnesium sulfate was added to the diethyl ether layer to remove moisture, followed by filtration to obtain 3-thiophene methyl acetate. 8.3 g of iron chloride was added to 2 g of thiophenemethylacetate and dissolved in 30 mL of chloroform. The mixture was stirred at 0 DEG C under nitrogen atmosphere for 24 hours to obtain poly (3-thiophene methyl acetate). 2 M aqueous sodium hydroxide solution was added to the polythiophene methyl acetate, and the mixture was stirred at 100 ° C under a nitrogen atmosphere for 24 hours to obtain poly (3-thiophene sodium acetate). 1 M Hydrogen chloride was added to the polythiophene sodium acetate and stirred for 24 hours to finally obtain polythiophene acetic acid.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전도성 고분자의 1H NMR 그래프이다. 2 is a 1 H NMR graph of a conductive polymer according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 티오펜아세트산(3-Thiophene acetic acid)으로부터 폴리티오펜메틸아세테이트(Poly(3-thiophene methyl acetate))가 제조되고, 상기 폴리티오펜메틸아세테이트로부터 폴리티오펜아세트산(Poly(3-thiophene acetic acid))이 제조된 것을 확인할 수 있다. 또, 전도성 고분자의 1H NMR 그래프를 통해 그 구조도 알 수 있다. 1H NMR을 측정하기 위해 시료의 용해성에 따라 클로로포름-d(Chloroform-d) 또는 다이메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)의 용매를 사용할 수 있다. 상기 용매를 통해 상기 티오펜아세트산의 구조를 확인할 수 있다. 상기 티오펜아세트산은 하얀색 가루 형태를 가질 수 있다. 상기 용매를 통해 상기 폴리티오펜메틸아세테이트의 구조를 확인할 수 있다. 상기 폴리티오펜메틸아세테이트는 황갈색 가루 형태를 가질 수 있다. 상기 용매를 통해 상기 폴리티오펜아세트산의 구조를 확인할 수 있다. 폴리티오펜아세트산은 짙은 갈색 가루 형태를 가질 수 있다.2, poly (3-thiophene methyl acetate) is prepared from 3-thiophene acetic acid and polythiophene acetate (Poly (3-thiophene methyl acetate) 3-thiophene acetic acid)). The structure of the conductive polymer can also be determined by a 1 H NMR graph of the conductive polymer. To measure 1 H NMR, solvents such as chloroform-d or dimethyl sulfoxide (DMSO) may be used depending on the solubility of the sample. The structure of thiophene acetic acid can be confirmed through the solvent. The thiophene acetic acid may have the form of a white powder. The structure of the polythiophenemethylacetate can be confirmed through the solvent. The polythiophene methyl acetate may have a yellowish brown powdery form. The structure of the polythiophene acetic acid can be confirmed through the solvent. The polythiophene acetic acid may have a dark brown powder form.
공액Conjugate 카르보닐기를 갖는 화합물 The compound having a carbonyl group 제조예Manufacturing example
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산의 제조 방법을 나타낸다. Fig. 3 shows a process for producing rhodizonic acid which is a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산(Rhodizonic acid)은 다음과 같은 과정으로 합성될 수 있다. 비커에 미오이노시톨(Myo inositol) 10g과 발연질산(Fuming nitric acid) 25mL를 넣고 60℃에서 3시간 동안 교반했다. 증류수 75mL를 넣어 희석하고, 아이스배쓰(Ice bath)에서 상온까지 식혔다. 50mL의 100% 아세트산(Acetic acid)을 넣고 10분간 교반한 후, 수산화칼륨(Potassium bydroxide) 40g를 조금씩 넣었다. 상기 아이스배쓰를 제거한 후, 24시간 동안 교반했다. 반응이 끝난 후 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol)로 세척하고 여과하며, 진공 오븐에서 건조하여 로디존산포타슘(Potassium rhodizonate)을 얻었다. 1구 둥근 바닥 플라스크에 상기 로디존산포타슘 12g, 및 염화수소(Hydrogen chloride) 80mL를 넣어 상온에서 24시간 동안 교반했다. 반응이 끝난 후 아세톤(Acetone)으로 세척하면서 여과한 후, 진공 오븐에서 건조했다. 건조된 물질을 80℃로 가열된 디옥산(Dioxane) 50mL에 넣고, 온도를 서서히 낮추며 재결정하여, 최종적으로 로디존산을 얻었다.Referring to FIG. 3, a compound having a conjugated carbonyl group, rhodizonic acid, can be synthesized by the following procedure. 10 g of myoinositol and 25 mL of fuming nitric acid were added to the beaker and stirred at 60 ° C for 3 hours. Diluted with 75 mL of distilled water, and cooled to room temperature in an ice bath. 50 mL of 100% acetic acid was added, stirred for 10 minutes, and 40 g of potassium hydroxide (40 g) was added in portions. After the ice bath was removed, the mixture was stirred for 24 hours. After the reaction, the reaction mixture was washed with isopropyl alcohol, filtered, and dried in a vacuum oven to obtain potassium rhodizonate. 12 g of the above potassium rhodymium oxide and 80 mL of hydrogen chloride were added to a one-neck round bottom flask, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction product was filtered while washing with acetone, followed by drying in a vacuum oven. The dried material was placed in 50 mL of dioxane heated to 80 DEG C, and the temperature was gradually lowered and recrystallized to finally obtain rhodinic acid.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 IR 그래프이다. 4 is an IR graph of a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 미오이노시톨(Myo inositol)로부터 로디존산포타슘(Potassium rhodizonate)이 제조된 것을 확인할 수 있으며, 상기 로디존산포타슘으로부터 로디존산(Rhodizonic acid)이 제조된 것을 확인할 수 있다. 1250 내지 1500cm-1 부근에 존재하는 IR 피크를 통해 상기 미오이노시톨로부터 상기 로디존산포타슘이 제조된 것을 확인할 수 있다. 상기 로디존산포타슘으로부터 상기 로디존산이 제조된 후에는 상기 1250 내지 1500cm-1 부근에 존재하는 IR 피크가 감소할 수 있다. 1603 내지 1677cm-1 부근에 존재하는 IR 피크를 통해 상기 미오이노시톨로부터 상기 로디존산포타슘이 제조되고, 상기 로디존산포타슘으로부터 상기 로디존산이 제조된 것을 확인할 수 있다. 상기 미오이노시톨로부터 상기 로디존산포타슘이 제조되고, 상기 로디존산포타슘으로부터 상기 로디존산이 제조될수록 1603 내지 1677cm-1 부근에 존재하는 IR 피크는 증가할 수 있다. 이는 상기 로디존산포타슘 및/또는 상기 로디존산이 성공적으로 제조되었다는 것을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be confirmed that potassium rhodizonate was produced from Myo inositol, and Rhodizonic acid was produced from the potassium rhodymonoside. It can be confirmed that the potassium rhodiunoside was produced from the myoinositol through the IR peak existing in the vicinity of 1250 to 1500 cm -1 . After the rhodizonic acid is prepared from the potassium rhodymosan, the IR peak existing in the vicinity of 1250 to 1500 cm -1 can be reduced. From the myoinositol, the potassium rhodymonoside was produced through IR peaks present in the vicinity of 1603 to 1677 cm -1 , and it was confirmed that the rhodizonic acid was prepared from the potassium rhodymonoside. The potassium rhodymonoside is prepared from the myoinositol, and the IR peak existing at about 1603 to 1677 cm -1 can be increased as the rodidonic acid is prepared from the potassium rhodymonoside. This may mean that the potassium rhodiamonate and / or the rhodizonic acid have been successfully prepared.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산의 13C NMR 그래프 이다. 5 is a 13 C NMR chart of rhodijonic acid which is a compound having a conjugated carbonyl group according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 로디존산(Rhodizonic acid)이 성공적으로 제조된 것을 확인할 수 있다. 또, 상기 로디존산의 13C NMR 그래프를 통해 그 구조도 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be confirmed that Rhodizonic acid was successfully produced. The 13 C NMR graph of Rhodyning acid shows the structure.
이차전지용 활물질 Secondary battery active material 제조예Manufacturing example
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 제조 방법을 나타낸다. 6 illustrates a method of manufacturing an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 이차전지용 활물질은 전도성 고분자인 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 공액 카르보닐기를 갖는 화합물인 로디존산(Rhodizonic acid)이 결합하여 형성될 수 있다. 자세한 합성 과정은 다음과 같다. 2구 100mL 둥근 바닥 플라스크에 폴리티오펜아세트산(Poly(3-thiophene acetic acid)) 0.108g, 염화티오닐(Thionyl chloride) 10mL, 및 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF) 1mL를 넣어 70℃ 질소조건에서 16시간 동안 교반했다. 교반 후 진공 감압하에 여분의 반응물 및 용매를 제거하여 폴리티오펜염화아세틸을 얻었다. 상기 폴리티오펜염화아세틸에 상기 로디존산 0.5g을 넣고 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF) 용매에 분산시킨 후 50℃ 질소조건에서 48시간 동안 교반하여, 최종적으로 상기 이차전지용 활물질을 얻었다. Referring to FIG. 6, the active material for a secondary battery may be formed by bonding a conductive polymer, poly (3-thiophene acetyl chloride), with a compound having conjugated carbonyl group, rhodizonic acid. The detailed synthesis procedure is as follows. 0.108 g of poly (3-thiophene acetic acid), 10 mL of thionyl chloride, and 1 mL of dimethylformamide (DMF) were placed in a two-necked 100 mL round-bottomed flask, Stir for 16 hours. After stirring, the excess reactant and solvent were removed under reduced pressure to obtain polythiophene acetyl chloride. 0.5 g of the above rhodymionic acid was added to the polythiophene acetyl chloride and dispersed in a tetrahydrofuran (THF) solvent, followed by stirring at 50 ° C under a nitrogen atmosphere for 48 hours to finally obtain the secondary battery active material.
이차전지용 활물질은 전지가 방전할 때 화학적으로 반응하여 전기에너지를 생산하는 물질을 포함할 수 있다. 상기 이차전지용 활물질은 이차전지의 양극 활물질(Cathode Material)로 사용될 수 있다. 상기 이차전지용 활물질은 전도성 고분자와 공액 카르보닐기를 갖는 화합물의 반응에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 이차전지용 활물질은 상기 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 상기 로디존산(Rhodizonic acid)이 에스터화(Esterification) 반응을 통해 결합된 형태를 가질 수 있다. 상기 이차전지용 활물질은 유기물로 형성되어도 높은 전기전도도를 가질 수 있어, 충·방전 속도가 빠르고, 높은 용량을 가질 수 있다. 또, 상기 전도성 고분자와 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물이 반응에 의해 결합하여, 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물이 전해질로 용출되는 것을 막을 수 있다. 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물이 용출되는 것을 막아, 상기 이차전지용 활물질의 에너지 저장 밀도가 유지될 수 있다.The secondary battery active material may include a material that chemically reacts when the battery is discharged to produce electrical energy. The secondary battery active material may be used as a cathode active material of a secondary battery. The secondary battery active material may be formed by a reaction between a conductive polymer and a compound having a conjugated carbonyl group. For example, the active material for the secondary battery may have a form in which the polythiophene (3-thiophene acetyl chloride) and the rhodizonic acid are combined through an esterification reaction. The secondary battery active material can have a high electric conductivity even if it is formed of an organic material, and can have a high charging / discharging speed and a high capacity. In addition, the conductive polymer and the compound having the conjugated carbonyl group are bonded by a reaction to prevent the compound having the conjugated carbonyl group from being eluted into the electrolyte. The energy storage density of the secondary battery active material can be maintained by preventing the compound having the conjugated carbonyl group from being eluted.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 IR 그래프이다. 7 is an IR graph of an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 로디존산(Rhodizonic acid)이 결합된 것을 확인할 수 있다. 1638cm-1 부근에 존재하는 IR 피크를 통해 상기 로디존산의 구조를 확인할 수 있다. 1700cm-1 부근에 존재하는 IR 피크를 통해 상기 폴리티오펜염화아세틸과 상기 로디존산이 결합하여 형성된 에스터기의 구조를 확인할 수 있다. 즉, 상기 IR 피크들을 통해 상기 폴리티오펜염화아세틸과 상기 로디존산이 성공적으로 결합되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be confirmed that poly (3-thiophene acetyl chloride) and rhodizonic acid are bound to each other. The structure of the rhodiunozide can be confirmed through IR peaks present at around 1638 cm -1 . It is possible to confirm the structure of the ester group formed by the coupling of the above polythiophene acetyl chloride with the above rhodizonic acid through an IR peak existing at around 1700 cm -1 . That is, it can be confirmed through the IR peaks that the polythiophene acetyl chloride and the rodidonic acid were successfully combined.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 13C NMR 그래프이다. 8 is a 13 C NMR graph of an active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 상기 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 상기 로디존산(Rhodizonic acid)이 결합된 것을 확인할 수 있으며, 그 구조도 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be confirmed that the polythiophene (3-thiophene acetyl chloride) and the rhodizonic acid are bonded to each other, and the structure thereof is also known.
본 발명의 실시예들에 따른 이차전지용 활물질 제조 방법은, 전도성 고분자를 형성하는 단계, 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 고분자와 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 고분자는 폴리티오펜아세트산(Poly(3-thiophene acetic acid))이고, 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물은 로디존산(Rhodizonic acid)일 수 있다. 상기 폴리티오펜아세트산에 염화티오닐(Thionyl chloride), 및 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF) 넣고 질소 조건에서 교반시킬 수 있다. 교반 후 여분의 반응물, 및 용매를 제거하여 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))을 얻을 수 있다. 상기 폴리티오펜염화아세틸에 상기 로디존산을 넣고 용매에 분산시킬 수 있다. 상기 용매에 분산시킨 후 질소조건에서 교반하면, 최종적으로 이차전지용 활물질을 얻을 수 있다.The method for manufacturing an active material for a secondary battery according to embodiments of the present invention includes the steps of forming a conductive polymer, forming a compound having a conjugated carbonyl group, and reacting the conductive polymer with a compound having the conjugated carbonyl group . For example, the conductive polymer may be poly (3-thiophene acetic acid), and the compound having the conjugated carbonyl group may be rhodizonic acid. Thionyl chloride, and dimethylformamide (DMF) may be added to the polythiophene acetic acid, and the mixture may be stirred under nitrogen. After stirring, the excess reactant and the solvent are removed to obtain polythiophene (3-thiophene acetyl chloride). The above-mentioned rhodinic acid may be added to the polythiophene acetyl chloride to be dispersed in a solvent. After the mixture is dispersed in the solvent and stirred under a nitrogen atmosphere, the active material for a secondary battery can be finally obtained.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질의 순환 전압 전류법에 따른 분석 결과를 나타낸다. 9 shows an analysis result of a secondary battery active material according to a cyclic voltammetry method according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 순환 전압 전류법은 전압의 변화에 따라 측정되는 전류를 확인하여, 해당 물질의 산화·환원 전압을 알 수 있다. 리튬화(Lithiation), 및 탈리튬화(Delithiation) 과정에서 그래프에 각각 4번씩 나타나는 부분의 전압값은 각각의 산화·환원 전압을 의미할 수 있다. 상기 그래프를 통해 총 5번의 순환 사이클 동안 동일한 전압 지점에서 산화·환원이 일어나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 가역적인 산화·환원이 가능함을 알 수 있으며, 이차전지용 활물질로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, in the cyclic voltammetric method, a current measured according to a change in voltage is checked to know the oxidation / reduction voltage of the material. In the lithiation and delithiation processes, the voltage values appearing four times in the graph may represent the respective oxidation / reduction voltages. It can be seen from the graph that oxidation and reduction take place at the same voltage point during a total of five cycles. That is, it can be seen that reversible oxidation and reduction are possible, and that it can be used as an active material for a secondary battery.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 전기화학 임피던스 분광법에 따른 분석 결과를 나타낸다. 10 shows the results of analysis according to an electrochemical impedance spectroscopy method of a secondary battery active material and a comparative example thereof according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 전기화학 임피던스 분광법 그래프를 통해 물질의 저항값을 확인할 수 있다. 왼쪽의 그래프를 통해 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 결합한 로디존산(Rhodizonic acid)의 저항값을 확인할 수 있으며, 오른쪽의 그래프를 통해 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 저항값을 확인할 수 있다. 상기 그래프를 통해 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합한 로디존산의 저항값이 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 저항값보다 작은 것을 확인할 수 있다. 즉, 폴리티오펜염화아세틸과 로디존산이 결합하여, 전기 저항이 감소함을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, the resistance value of a material can be confirmed through an electrochemical impedance spectroscopy graph. The graph on the left shows the resistance of rhodizonic acid bound to poly (3-thiophene acetyl chloride). The graph on the right shows the resistance of polythiophene The resistance value of Rhodynosin can be confirmed. It can be seen from the graph that the resistance value of the rhodymionic acid bound to the polythiophene acetyl chloride is smaller than the resistance value of the rhodinonic acid not bound to the polythiophene acetyl chloride. That is, it can be seen that the combination of acetyl chloride with polythiophene and rhodizonic acid reduces electric resistance.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 단위방전용량을 측정한 결과를 나타낸다. 11 shows measurement results of a unit battery discharge capacity of a secondary battery active material and a comparative example according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 단위방전용량을 측정한 그래프를 통해 물질의 용량 변화를 확인할 수 있다. 상기 그래프는 10사이클 동안 단위방전용량을 측정한 그래프이다. 상기 그래프를 통해 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 결합한 로디존산(Rhodizonic acid) 및 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 초기 용량은 180mAh/g 정도로 비슷한 것을 확인할 수 있다. 또, 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합한 로디존산은 10사이클 동안 용량의 감소가 적은 것을 확인할 수 있다. 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합한 로디존산의 경우 분자량이 크고, 구조가 안정하여 전해질에 용출되지 않을 수 있다. 그러나 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 경우 10사이클 동안 용량이 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 경우, 로디존산이 전해질에 용출되어 용량이 감소한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 11, a change in the capacity of a material can be confirmed through a graph in which the unit discharge capacity is measured. The graph is a graph of unit discharge capacity measured for 10 cycles. The graph shows that the initial dose of rhodizonic acid coupled with poly (3-thiophene acetyl chloride) and rhodizonic acid not conjugated with polythiophene acetyl chloride is comparable to about 180 mAh / g . In addition, it can be confirmed that the rhodizonic acid bound to the polythiophene acetyl chloride has a small decrease in capacity over 10 cycles. In the case of rhodinonic acid bound to the polythiophene acetyl chloride, the molecular weight is large and the structure is stable and may not be eluted into the electrolyte. However, in the case of the rhodinic acid not bound to the polythiophene acetyl chloride, the capacity was drastically decreased during 10 cycles. That is, in the case of rhodizonic acid not bound to the polythiophene acetyl chloride, the rhodizonic acid eluted into the electrolyte, and the capacity was decreased.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 활물질과 그 비교예의 용출 정도를 확인한 결과를 나타낸다. 12 shows the result of checking the degree of dissolution of the active material for a secondary battery according to an embodiment of the present invention and the comparative example.
도 12를 참조하면, 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 결합한 로디존산(Rhodizonic acid) 및 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 용출 정도를 확인할 수 있다. 전해질에 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산을 넣고 24시간 경과 후, 용액이 보라색으로 변할 수 있다. 즉, 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합하지 않은 로디존산의 경우, 로디존산이 상기 전해질에 용출되어 보라색으로 변한 것을 의미할 수 있다. 전해질에 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합한 로디존산을 넣고 24시간 경과 후, 용액의 색이 유지될 수 있다. 상기 폴리티오펜염화아세틸과 결합한 로디존산의 경우, 분자량이 크고 구조가 안정하여 상기 전해질에 용출되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 12, the degree of elution of rhodizonic acid combined with poly (3-thiophene acetyl chloride) and rhodizonic acid not conjugated with polythiophene acetyl chloride can be confirmed. The solution may be turned purple after 24 hours after adding the rodiodonic acid not bound to the polythiophene acetyl chloride to the electrolyte. That is, in the case of rhodinonic acid not bound to the polythiophene acetyl chloride, rodidonic acid may be eluted into the electrolyte to change to purple. After 24 hours, the color of the solution can be maintained by adding the rhodinic acid bound to the electrolyte to the polythiophene acetyl chloride. In the case of rhodinonic acid bound to the polythiophene acetyl chloride, the molecular weight is large and the structure is stable and may not be eluted into the electrolyte.
이차전지용 전극 Secondary battery electrode 제조예Manufacturing example
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극의 제조 방법을 개략적으로 나타내고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지용 전극을 포함하는 코인 셀 어셈블리를 나타낸다.FIG. 13 schematically shows a method of manufacturing an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 illustrates a coin cell assembly including an electrode for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 13과 도 14를 참조하면, 이차전지용 전극은 다음과 같은 과정으로 제조될 수 있다. 폴리티오펜염화아세틸(Poly(3-thiophene acetyl chloride))과 결합한 로디존산(Rhodizonic acid) 0.6g, Super P 0.2g, 및 폴리비닐이딘플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 0.2g을 NMP(N-methyl 2-pyrrolidone) 3mL에 넣어 용액을 제조한다. 상기 용액을 알루미늄 집전체 위에 닥터 블레이드 방식으로 층을 형성한 후, 120℃ 진공 조건에서 NMP를 제거하여, 이차전지용 캐소드 전극을 형성한다. 상기 이차전지용 캐소드 전극을 원형으로 펀칭하고, 이를 애노드 전극 및 셀가아드(Celgard) 분리막과 함께 집적하여 코인 셀을 형성할 수 있다.13 and 14, the electrode for a secondary battery can be manufactured by the following procedure. 0.6 g of Rhodizonic acid combined with polythiophene acetyl chloride (Poly (3-thiophene acetyl chloride)), 0.2 g of Super P and 0.2 g of polyvinylidene fluoride (PVDF) -methyl 2-pyrrolidone) to prepare a solution. A layer of the solution is formed on the aluminum current collector by a doctor blade method, and NMP is removed under a vacuum condition of 120 캜 to form a cathode electrode for a secondary battery. The cathode electrode for the secondary battery may be circularly punched, and the anode electrode and the cathode may be integrated together with a Celgard separator to form a coin cell.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention have been described. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
Claims (9)
상기 이차전지용 활물질은 하기 화학식 1로 표현되고,
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, A는 전도성 고분자의 단량체이고, B는 공액 카르보닐기를 갖는 화합물이고,
상기 전도성 고분자는 하기 화학식 2로 표현되고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, 상기 X는 카르복실기 또는 염화카르보닐기이며,
상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물은 히드록시기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 활물질.In an active material for a secondary battery produced by a reaction between a conductive polymer and a compound having a conjugated carbonyl group,
The secondary battery active material is represented by the following general formula (1)
[Chemical Formula 1]
In Formula 1, A is a monomer of a conductive polymer, B is a compound having a conjugated carbonyl group,
The conductive polymer is represented by the following general formula (2)
(2)
In Formula 2, X is a carboxyl group or a carbonyl chloride group,
Wherein the compound having a conjugated carbonyl group has a hydroxyl group.
상기 전도성 고분자는,
폴리아닐린(polyaniline, PANI), 폴리아세틸렌(polyacetylene, PA), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리페닐렌(polyphenylene, PPE), 폴리페닐렌 비닐렌(polyphenylene vinylene, PPV), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리피롤(polypyrrole, PPy), 폴리티오펜(polythiophen, PT), 폴리에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT), 및 이들의 유도체 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 활물질.The method according to claim 1,
The conductive polymer may include,
Polyaniline (PANI), polyacetylene (PA), polyethylene (PE), polyphenylene (PPE), polyphenylene vinylene (PPV), polyphenylene sulfide (PPS), polypyrrole (PPy), polythiophen (PT), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT, and derivatives thereof. By weight.
공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 고분자와 상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 이차전지용 활물질 제조 방법에 있어,
상기 이차전지용 활물질은 하기 화학식 1로 표현되고,
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, A는 전도성 고분자의 단량체이고, B는 공액 카르보닐기를 갖는 화합물이고,
상기 전도성 고분자는 하기 화학식 2로 표현되고,
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, 상기 X는 카르복실기 또는 염화카르보닐기이며,
상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물은 히드록시기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지용 활물질 제조 방법.Forming a conductive polymer;
Forming a compound having a conjugated carbonyl group; And
And reacting the conductive polymer with a compound having the conjugated carbonyl group, the method comprising:
The secondary battery active material is represented by the following general formula (1)
[Chemical Formula 1]
In Formula 1, A is a monomer of a conductive polymer, B is a compound having a conjugated carbonyl group,
The conductive polymer is represented by the following general formula (2)
(2)
In Formula 2, X is a carboxyl group or a carbonyl chloride group,
Wherein the compound having a conjugated carbonyl group has a hydroxyl group.
상기 전도성 고분자를 형성하는 단계는,
티오펜아세트산에 메탄올과 황산을 넣어 티오펜메틸아세테이트를 형성하는 단계,
상기 티오펜메틸아세테이트에 염화철을 넣어 폴리티오펜메틸아세테이트를 형성하는 단계,
상기 폴리티오펜메틸아세테이트에 수산화나트륨을 넣어 폴리티오펜소듐아세테이트를 형성하는 단계, 및
상기 폴리티오펜소듐아세테이트에 염화수소를 넣어 폴리티오펜아세트산을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 활물질 제조 방법.8. The method of claim 7,
The step of forming the conductive polymer may include:
Adding methanol and sulfuric acid to thiophene acetic acid to form thiophenemethylacetate,
Adding iron chloride to thiophenemethylacetate to form polythiophenemethylacetate,
Adding sodium hydroxide to the polythiophene methyl acetate to form polythiophene sodium acetate, and
And adding hydrogen chloride to the polythiophene sodium acetate to form polythiophene acetic acid.
상기 공액 카르보닐기를 갖는 화합물을 형성하는 단계는,
미오이노시톨에 발연질산을 넣고 교반하는 단계,
아세트산을 넣고 교반한 후, 수산화칼륨을 넣어 로디존산칼륨을 형성하는 단계, 및
상기 로디존산칼륨에 염산을 넣어 로디존산을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 활물질 제조 방법.9. The method of claim 8,
The step of forming the compound having a conjugated carbonyl group includes:
Adding fuming nitric acid to myoinositol and stirring,
Adding acetic acid and stirring, and then adding potassium hydroxide to form potassium rhodymonate, and
And adding hydrochloric acid to the potassium rhodymonate to form rhodymionic acid.
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